114年:呼治儀器

關於主動式振動網狀噴霧器(vibrating mesh nebulizer)製造氣霧是以圓頂形孔徑板產生多少kHz 的震動波來達到?

A128
B256
C512
D1024

詳細解析

本題觀念:

主動式振動網狀噴霧器(active vibrating mesh nebulizer)的運作原理與關鍵參數,特別是其圓頂形孔徑板的震動頻率。

選項分析

  • (A) 128 kHz:正確。主動式振動網狀噴霧器的圓頂形孔徑板以約 128 kHz(每秒 128,000 次)的頻率震動,將液態藥物擠壓通過微孔產生氣霧。
  • (B) 256 kHz:錯誤。此頻率過高,非振動網狀噴霧器的運作頻率。
  • (C) 512 kHz:錯誤。遠超過振動網狀噴霧器的設計頻率。
  • (D) 1024 kHz:錯誤。此頻率已接近超音波噴霧器的範圍(1.3-2.4 MHz),非振動網狀噴霧器的頻率。

答案解析

主動式振動網狀噴霧器(如 Aerogen/Aeroneb)的構造與運作:

結構組件:

  • 圓頂形孔徑板(dome-shaped aperture plate):直徑約 5 mm,含有超過 1,000 個錐形微孔(tapered apertures),孔徑 3-12 μm
  • 壓電陶瓷環(piezoelectric ceramic element):環繞孔徑板
  • 振動板(vibrational plate):連接孔徑板與壓電元件

運作原理:

  1. 電流驅動壓電陶瓷產生機械振動
  2. 孔徑板以 128 kHz 頻率上下振動,振幅約 1-2 mm
  3. 形成「電子微泵」效應,將藥液從孔隙擠出
  4. 產生均一粒徑(1-5 μm)的氣霧顆粒

臨床優勢:

  • 殘留藥量極低(< 0.1 mL)
  • 霧化效率高、安靜
  • 不會加熱藥液(與超音波噴霧器不同)
  • 可用於呼吸器迴路

核心知識點

  1. 主動式振動網狀噴霧器頻率:128 kHz
  2. 圓頂形孔徑板含 > 1,000 個錐形微孔
  3. 壓電元件驅動孔徑板振動產生微泵效應
  4. 與超音波噴霧器(1.3-2.4 MHz)機制不同

參考資料

  1. Nebulizers that Use a Vibrating Mesh or Plate with Multiple Apertures to Generate Aerosol - ResearchGate
  2. Characterization of Vibrating Mesh Aerosol Generators - Springer
  3. How electroforming takes the medical industry further: nebulizer plates